УЛУЧШЕНИЕ  ЭКОЛОГИЧЕСКИХ  ПОКАЗАТЕЛЕЙ  АВТОМОБИЛЬНЫХ  ТОПЛИВ  МЕТОДОМ  ФИЗИЧЕСКОЙ  АКТИВАЦИИ  И  МАГНИТНЫХ  ЯВЛЕНИЙ

Цветкова  Елена  Вячеславовна

ст.  препод.  кафедры  общей  физики  ОГУ,  г.  Оренбург

Цветков  Александр  Викторович

зав.  лаб.  кафедры  общей  физики  ОГУ,  г.  Оренбург

Сычева  Екатерина  Владимировна

ст.  препод.  кафедры  общей  физики  ОГУ,  г.  Оренбург

E-mail: 

IMPROVING  ENVIRONMENTAL  PERFORMANCE  OF  AUTOMOBILE  FUELS  BY  MEANS  OF  PHYSICAL  ACTIVATION  AND  MAGNETISM

Elena  Tsvetkova

head  teacher  of  General  Physics  Chair,  Orenburg  State  University,  Orenburg

Aleksander  Tsvetkov

laboratory  chief  of  General  Physics  Chair,  Orenburg  State  University,  Orenburg

Ekaterina  Sycheva

yead  teacher  of  General  Physics  Chair,  Orenburg  State  University,  Orenburg

АННОТАЦИЯ

В  результате  теоретического  анализа  и  стендовых  испытаний  подтверждена  гипотеза  о  положительном  влиянии  физической  активации  топлива  на  экологические  свойства  автомобильных  двигателей.  Выявлено,  что  при  использовании  магнитного  активатора  происходит  заметное  снижение  содержания  в  выхлопных  газах  углекислого  газа  и  соединений  углеводородов.

ABSTRACT

As  a  result  of  desktop  analysis  and  bench  tests  there  has  been  proved  a  hypothesis  about  positive  influence  of  fuel  physical  activation  on  ecological  properties  of  automobile  engines.  It  is  identified  that  when  using  magnetic  activator  there  appears  to  be  noticeable  decrease  of  carbon  dioxide  content  and  hydrocarbon  compounds  of  exhaust  emissions. 

Ключевые  слова:  физическая  активация;  автомобильное  топливо;  электромагнитное  поле;  магнитный  активатор  топлива.

Keywords:  physical  activation;  automobile  fuel;  electromagnetic  field;  magnetic  fuel  activator. 

В  настоящее  время  решение  проблемы  экологической  безопасности  и  снижения  вредных  выбросов  c  отработавшими  газами  является  одним  из  приоритетных  направлений  в  Российской  Федерации,  что  обуславливает  значительное  количество  теоретических  и  прикладных  решений,  среди  которых  привлекает  внимание  физическая  активация  топлива. 

На  сегодняшний  день  многими  зарубежными  и  отечественными  фирмами  предлагаются  к  применению  различные  устройства  активации  топлива.  В  основу  всех  устройств  положены  изменения,  которые  происходят  в  жидкости  при  ее  движении  в  магнитном  поле.  Однако,  несмотря  на  кажущуюся  простоту  и  доступность  методов  физической  активации,  в  эксплуатации  автомобилей  далеко  не  всегда  удается  получить  желаемый  положительный  эффект.  В  связи  с  этим  исследования,  направленные  на  разработку  новых  методов  физической  активации  топлива  с  целью  улучшения  экологических  показателей  автотранспортных  средств,  до  сих  пор  являются  актуальными.

Еще  в  конце  20  века  появились  работы,  в  которых  авторы  (Головин  В.В.,  Звонов  В.А.  и  др.)  [1],  [2]  успешно  использовали  эффект  физического  омагничивания  топлива  в  двигателях  внутреннего  сгорания  автомобилей,  для  уменьшения  токсичности  отработавших  газов. 

Влияние  физической  активации  топлива  на  экологические  показатели  автомобильных  двигателей  исследователи  связывают  с  улучшением  условий  смесеобразования  и  более  полного  сгорания  в  цилиндрах,  вследствие  изменения  таких  свойств  топлива  как:  вязкость,  коэффициент  поверхностного  натяжения  и  скорость  испарения  топливной  смеси.

Существующие  методы  физической  активации  основаны  на  принципе  пропускания  жидкости  в  магнитном  поле  таким  образом,  чтобы  угол  между  векторами  скорости  и  вектором  магнитной  индукции  был  отличен  от  нуля.  При  прочих  равных  условиях  величина  эффекта  омагничивания  при  физической  активации  максимальна  при  углах  около  90  градусов. 

Общеизвестно,  что  чем  труднее  поддается  аппарат  расчету,  тем  большее  число  конструкций  он  имеет.  В  наше  время  имеется  свыше  ста  вариантов  устройств  для  магнитной  обработки  жидкостей,  что  затрудняет  их  классификацию  и  сопоставление.  Главным  недостатком  этих  аппаратов  является  достаточно  сложная  настройка  их  рабочих  режимов.  Отсюда  сильная  зависимость  эффективности  физической  активации  от  изменения  рабочих  режимов  магистрали,  на  которой  он  установлен,  в  частности,  от  скорости  протекания  жидкости  в  рабочих  зазорах  омагничивающих  аппаратов.  Это  делает  практически  невозможным  их  эффективную  работу  на  магистралях,  где  поток  обрабатываемой  жидкости  не  стационарен  во  времени. 

В.А.  Помазкиным  разработаны  и  запатентованы  «Аппарат  Помазкина»  для  магнитной  обработки  воды»  [3]  и  «Экспресс-анализ  физической  активации  жидкостей»  [4],  в  основу  которых  положен  феномен  изменения  вязкостно-коагуляционных  свойств  жидкостей,  прошедших  обработку  магнитным  полем  или  подвергнутых  другой  физической  активации.  Разработанный  способ  позволяет  не  только  обнаружить  феномен  изменения  свойств  жидкости,  вызванных  её  магнитной  обработкой,  но  и  дает  возможность  количественной  оценки  глубины  этих  изменений,  т.  е.  позволяет  сформировать  обоснованное  заключение  о  характере  скрытых  процессов  магнитной  активации.  «Диапазон  контроля  степени  омагниченности  различных  по  химическому  составу  сред  у  способа  [4]  гораздо  шире,  чем  у  известных  аналогичных  способов,  и  его  можно  использовать  для  индикации  физической  активации  спиртов,  масел,  топлив,  органических  растворителей  и  других  жидких  сред»  [5,  с.  210].

С  целью  улучшения  экологических  показателей  автомобильных  двигателей  был  разработан  и  запатентован  магнитный  активатор  жидких  сред  [6],  применяемый  и  для  топлива  в  частности.  Авторами  была  предложена  конструкция  эффективного,  автономного  аппарата,  не  требующего  внешних  источников  питания  и  контроля  рабочих  режимов,  легко  устанавливаемого  на  рабочих  магистралях,  приводящего  к  снижению  вредных  выбросов  и  обеспечивающего  экологическую  чистоту  окружающей  среды.

Принципиальное  отличие  активатора  от  предыдущих  аналогов  заключается  в  том,  что  физическая  активация,  т.  е.  омагничивание  происходит  не  в  ограниченных  рабочих  зазорах,  а  на  всем  пути  следования  жидкости,  т.  к.  его  конструкция  предусматривает  зигзагообразное  движение  топлива  внутри  активатора;  при  этом  пересечение  магнитных  силовых  линий  происходит  под  углом,  близким  к  90  ⁰,  что  является  предпосылкой  достижения  максимального  эффекта  физической  обработки.  Длина  пути  следования  жидкости  в  зависимости  от  количества  магнитных  дисков  активатора  становится  в  5—7  раз  больше  продольного  размера  самого  активатора,  поскольку  жидкость  перемещается  зигзагообразно  по  отношению  к  оси  активатора,  а  не  вдоль  нее.  Это  позволяет  существенно  увеличить  время  экспозиции  обрабатываемой  жидкости  в  магнитном  поле  и  максимально  повысить  эффект  ее  магнитной  активации.

Технический  результат  от  использования  устройства  заключается  в  повышении  эффективности  физической  активации  топлива,  возможности  контроля  и  регулировки  рабочих  режимов  магнитного  активатора,  упрощение  конструкции,  обеспечение  автономности  устройства  за  счет  отсутствия  внешних  источников  питания. 

В  процессе  проведения  экспериментальных  исследований  магнитного  активатора  был  осуществлен  замер  токсичности  двигателя  ВАЗ-2106.  Содержание  токсичных  компонентов  СО  и  СН  в  отработавших  газах  определялось  при  работе  двигателя  на  холостом  ходу  для  двух  частот  вращения  коленчатого  вала:  минимальной  n_min  =  850—900  мин^-1  и  повышенной  n_пов  =  3000  мин^-1.  Топливо  —  бензин  «Лукойл»  АИ-92  (ГОСТ  Р  51105-97)  из  одной  партии. 

Испытания  проводились  на  различных  режимах  работы  двигателя  с  постепенным  открытием  дроссельной  заслонки  и  постепенным  изменением  внешней  нагрузки.  «По  результатам  проведенных  испытаний  выявлено,  что  при  физической  обработке  топлива  с  использованием  магнитного  активатора  содержание  углекислого  газа  в  выхлопных  газах  снизилось  на  14,4  %,  а  соединений  углеводородов  —  на  22,6  %»  [7,  с.  31]. 

Таблица  1. 

Результаты  сравнительных  испытаний  двигателя  по  содержанию  токсичных  компонентов  в  отработавших  газах

Улучшение  экологических  характеристик  автомобильного  двигателя  можно  объяснить  тем,  что  топливо,  проходя  через  камеру  активатора,  становится  более  мелкодисперсным,  в  результате  чего  процесс  сгорания  топлива  происходит  более  полно  и  быстрее.  Для  дополнительного  повышения  физической  обработки,  в  камере  активатора  находится  устройство,  создающее  электромагнитное  поле,  пульсирующее  с  высокой  частотой,  что  активирует  процессы  собственных  колебаний  на  молекулярном  уровне,  вследствие  чего  снижается  скорость  образования  нагара  и  уменьшение  вредных  примесей  в  выхлопных  газах. 

Использование  физической  обработки  топлива,  популярность  и  прикладное  значение  которой  существенно  возросли  в  последние  годы,  являет  собой  комплексный  подход  к  улучшению  эксплуатационных  показателей  ДВС  транспортных  средств,  в  том  числе  их  защиты  от  некачественного  топлива  и  снижению  вредных  выбросов  в  окружающую  среду.

Список  литературы:

1.Головин  В.В.  Устройство  для  магнитной  обработки  топливно-воздушной  смеси  [Текст]  /  В.В.  Головин.  А.  с.  СССР  №  1477929  ГО2М27/00,  1987.

2.Звонов  В.А.  и  др.  Устройство  для  обработки  топливно-воздушной  смеси  в  карбюраторном  двигателе  внутреннего  сгорания  [Текст]  /  В.А.  Звонов.  А.с.  СССР  №  1121476  ГО2М27/04,  1983.

3.Помазкин  В.А.  Аппарат  Помазкина  для  магнитной  обработки  воды  [Текст]  /  В.А.  Помазкин.  Патент  РФ  №  2096339,  1997. 

4.Помазкин  В.А.  Экспресс-анализ  физической  активации  жидкостей  [Текст].  /  В.А.  Помазкин.  Патент  РФ  №  2096759,  1997.

5.Цветкова  Е.В.  Магнитная  обработка  топлива  —  как  способ  улучшения  эксплуатационных  показателей  автомобильных  двигателей  [Текст]  /  Е.В.  Цветкова,  В.А.  Помазкин,  К.В.  Щурин,  А.Н.  Гулин.  //  Сборник  материалов  международной  научной  конференции  «Наука  и  образование:  фундаментальные  основы,  технологии,  инновации»,  часть  6.  Оренбург,  2010.  —  С.  208—212.

6.Помазкин  В.А.  Магнитный  активатор  жидких  сред  [Текст]  /  В.А.  Помазкин,  К.В.  Щурин,  Е.В.  Цветкова.  Патент  РФ  на  изобретение  №  2411190,  2011.

7.Щурин  К.В.  Использование  магнитного  активатора  топлива  для  улучшения  энергетических  и  экологических  показателей  ДВС.  [Текст]  /  К.В.  Щурин,  Е.В.  Цветкова.  //  М.:  Грузовик.  —  2011.  —  №  9.  —  С.  27—32.